1、一. 何为真空二. 真空区域的划分三. 各种真空泵的工作压力范围四. 美国ELIVAC真空泵的结构、性能和特点五. 美国ELIVAC真空泵的主要应用领域,报告内容,“真空”是指低于一个大气压力的稀薄气体的空间狀态。在海平面上，大气产生的压力为101325Pa，约100KPa，工程中称为一个标准大气压。而珠峰顶处的气压为32KPa，仅为海平面的三分之一左右。人们运用于科技手段，发明了各种真空泵去抽除密闭容器中的气体，以获得“人造真空”，但是即使使用现代排气方法获得的最低压力，也只能达到10-11 Pa，亦就是说不可能达到絕对真空。,一、何为真空,粗真空：105 Pa103 Pa 低真空：103
2、Pa10-1 Pa 高真空：10-1 Pa10-5 Pa 超高真空：10-5 Pa10-11 Pa,二、真空区域的划分,隔膜式真空泵、活塞式往复泵、液环泵： 105103 Pa 旋片泵、滑阀泵、水蒸汽喷射泵： 10510-1 Pa干式真空泵：罗茨型、爪型、螺杆型 10510-1 Pa罗茨泵 10210-2 Pa油增压泵： 10210-2 Pa 油扩散泵： 10-110-5 Pa 涡轮分子泵： 10-110-8 Pa溅射离子泵： 10 10-10 Pa低温泵： 10-110-11 Pa,三、各种真空泵的工作范围,四、美国ELIVAC真空泵的结构、性能和特点,1、液环真空泵 它是一种粗真空泵，极限
3、真空为20004000Pa，其工作原理见图1所示。在泵腔中装有适量的液体作为工作介质，当偏心安装的叶轮按反时针方向旋转时，,图 1 液环真空泵工作原理,流体被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，液体形成了一个与泵腔形状相似的等厚度密闭液环，此时叶轮与液环之间形成了一个月牙形空间，吸入口的容积由小变大，气体被吸入，当吸气终了时，容积由大变小，气体被压缩，最后被排出泵外 所谓单级液环泵是指只有一个叶轮，它在较高真空度下抽速就急剧下降，当入口压力在5000Pa时，实际抽速为名义抽速的50%，而且工作状态亦不稳定。 美国ELIVAC生产的ELRC双极液环真空泵见图2所示，它是将两个单级泵串联起来，而固定在
4、同一根轴上，双级液环泵主要特点是在较高真空度下，仍然有较大抽速，当入口压力在5000Pa时，实际抽速为名义抽速的85%，工作状况十分稳定。,图 2 ELRC双级液环泵,表1.列出了ELRC双级液环泵的型号和规格，虽然这种ELRC双级液环泵比国内外大多数厂家生产的单级液环泵抽气特性要好，特别是在高真空段，抽气效率要高出35%以上，但是功耗也同样高出1/3。另外目前我公司生产的ELRC双级液环泵多属中小型规格，而电站、煤矿、造纸和石化行业所需的真空泵极大多数是大型的单级水环泵，所以目前我公司生产的ELRC双级液环泵无法进入上述四个领域,表 1 ELRC双级液环真空泵系列,2.滑阀真空泵,滑阀真空泵
5、是一种油封式机械真空泵，其结构见图3所示。当驱动轴以逆时针方向旋转时，吸气腔的容积增加，压力降低，吸入气体，同时排气腔的容积减小，压缩气体，压力升高，当达到排气压力时，排气阀就被顶开，开始排气。 为了减少滑阀不平衡惯性力所引起的振动，对于单缸滑阀泵需要在驱动轮对面一侧加平衡轮，并在驱动轮上加不平衡质量进行平衡减振，然而这种固有的单缸设计结构使滑阀产生的惯性力无法做到彻底平衡，因而泵的振动大、噪声大而且必须固定在地基上 。,图 3 ET滑阀泵的剖面图,美国ELIVAC公司首创的“三缸结构”滑阀泵它可以实现滑阀组件的自身平衡即所谓的内平衡，而无需外加配重，其结构布置见图4所示。,图 4 ET泵的三
6、缸结构及其布置,其结构特点1）三缸内平衡使泵具有运转时基本无振动的特点2）泵的噪声低 由于泵运转平衡性好，泵的噪声远远低于国家标准规定的噪声指标，实测噪声值为72dB（A）3）安装简便 滑阀泵的安装无需地脚螺栓，无需特殊的地基，可以安装在任何能支撑其重量的地面或台架上，因而大大方便了用户的使用4）强制供油、确保润滑 该泵配有高压油泵，该泵可以在13000Pa下长期连续工作，这种高于国家标准规定值10倍的高压下运行特性，使泵的应用范围更加广泛，运行更加可靠。,表2 列出了ET三缸滑阀泵的系列型号和规格。虽然ET滑阀泵具有上述一系列优点，但是这种三缸结构的滑阀泵结构比较复杂，对于材料和加工精度的要
7、求都很高，价格也比同类国产的H型滑阀泵要高出40%，况且上海ELIVAC目前生产只有ET-150和ET-300两种规格，大型滑阀泵ET-500和ET-800则需要从美国进口。,表 2 ET滑阀泵系列,3.罗茨泵 罗茨泵的工作原理见图5所示。由于一对8字型 转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵腔之间的空间，再从排气口排出。而普通的罗茨泵不能直排大气，需要与前级泵（旋片泵、滑阀泵、水环泵、干式真空泵）串联构成机组。,Theory of Operation ZJ & ZJB Mechanical Booster,ZJ Mechanical Booster,ZJB Mechanical Bo
8、oster,图 5 罗茨泵工作原理,我公司生产的罗茨泵有以下两种： 国产ZJ（不带旁通阀）和ZJB（带旁通阀）系列罗茨泵，其性能参数详见表3。 这种罗茨泵加工工艺比较简单、成熟，性能亦能满足一般用户的要求，价格相对比较便宜，但设计结构陈旧、转速低、体积大，而且目前还缺少大规格 如ZJ-2500、ZJ-5000、ZJ-10000的罗茨泵，无法满足大型成套设备的需求。,ZJ&ZJB Mechanical Booster Specification,表3. ZJ、ZJB罗茨泵的性能参数,4.干式螺杆真空泵 螺杆真空泵是20世纪90年代初出现的一种理想泵种，它的工作原理 见图7所示，当两个平行的经过精
9、密加工的螺杆作相对旋转时，于是螺杆将被抽气体从进气口吸入并经压缩从排气口排出。,图7. 螺杆真空泵工作原理,等螺距,变螺距（二段拼成）,螺距连续变化（整体）,早期的螺杆是等螺距的，为了降低能耗、降低泵腔内的温度，最近又新开发了变螺距的螺杆泵。其中一种螺杆是由二段螺距大小不等的螺杆拼作而成，另外一种就是螺距连续变化的螺杆泵，螺杆是由一个整体材料加工制作而成，各种不同的螺杆见图8所示,图8. 各种不同的螺杆设计,干式螺杆真空泵的特点：由于采用变螺距结构，比等螺距螺杆可节省30%能耗，排气温度较低； 被抽气体在泵腔内路程短并迅速排出； 被抽气体在泵腔内很少受到搅动； 微小颗粒不容易堆积； 可以夹带液体、可凝物和微小颗粒； 低振动和低噪声； 泵腔内的剩余物容易被清除； 表5 是目前能提供的KDP和SDV螺杆真空泵的系列型号,表5. ESD螺杆真空泵系列,THANK YOU 谢 谢,
